屋面光伏项目支架及基础计算书修改版9.8.doc

1、 支架及基础计算书屋面光伏项目支架及基础计算书1 项目概述1.1 项目信息表1.1-1 项目主要信息1项目类型混凝土屋顶固定式光伏电站（979kW）2项目地点湖北武汉3组件尺寸2094mm*1038mm*35mm4组件重量23.5kg每件5组件倾角106设计基本风压0.35Kpa（50年重现期）GB50009-20127基本雪压0.5Kpa（50年重现期）GB50009-20128场地类型B类GB50009-20121.2 设计采用标准（1）建筑结构荷载规范（GB50009-2012）（2）光伏发电站设计规范（GB50797-2012）（3）光伏支架结构设计规范（NB/T10115-2018）

2、（4）混凝土结构设计规范（GB50010-2010）（5）钢结构设计标准（GB50017-2017）2 支架及基础布置形式2.1 支架及基础典型布置图图2.1-1 支架及基础典型布置图2.2 支架及基础剖面图图2.2-1 支架及基础剖面图3 主要材料及许用应力值3.1 支架主要材料表3.1-1 支架主要材料信息序号名称尺寸（mm）材料1前立柱基础400*300C302后立柱基础600*300C303U型地脚螺栓M12*U200*1104立柱U51*41*2.5Q235B5斜梁U51*41*2.5Q235B6檩条U51*41*2.0Q235B7斜撑U41*41*2.0Q235B8背拉杆L30X3

3、.0Q235B3.2 构件截面尺寸表3.2-1 构件截面尺寸信息构件檩条斜梁立柱斜撑截面示意U41*51*2.0Q235BU41*51*2.5Q235BU41*51*2.5Q235BU41*41*2.0Q235B3.3 材料属性表3.3-1 材料属性信息Q235B （ 16mm）Q355B （ 16mm）极限抗拉强度fu = 375 MPafu = 470 MPa最小屈服强度fy = 235 MPafy = 345 MPa密度7850 kg/m37850 kg/m3杨氏模量206000MPa206000MPa3.4 许用应力设计值表3.4-1 许用应力设计值信息Q235B （ 16mm）Q35

4、5B （ 16mm）抗拉215N mm-2310N mm-2抗压215N mm-2310N mm-2抗弯215N mm-2310N mm-2抗剪125N mm-2175N mm-24 荷载设计4.1 荷载分类根据屋顶光伏支架承受的荷载，以下几种荷载将被考虑。（1）永久荷载 (G)永久荷载包括光伏支架自重（2）活荷载 (L)作用在光伏支架上的活荷载在此忽略（3）风荷载 (W)风作用在光伏组件上产生的风荷载（4）雪荷载 (S)雪作用在光伏支架上的产生的雪荷载4.2 荷载组合光伏支架结构根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行荷载组合，并取各自最不利的组合进

5、行设计。荷载组合按照建筑结构荷载规范（GB50009-2012）。（1）荷载组合及分项系数基本组合：1.2D+1.4* WP+0.98*Sp1.0*D+1.4*Ws1.2D+0.84 * WP+1.4*Sp标准组合：D+WP+0.7SpD+WsD+0.6WP+Sp注：D =永久荷载；WP =风压荷载；Ws =风吸荷载；Sp =雪荷载；（2）D 永久荷载永久荷载包含光伏支架结构自重及光伏组件自重。D=Dm+Gk注：Dm =单块光伏组件自重；Gk =支架自重；Dm=23.5kg*9.8N/kg=230.3NGk =支架自重，由SAP2000有限元模型自动计算（3）W 风荷载1）风荷载计算参数选择依

6、据图4.2-1 基本风压选择图4.2-2 风压高度变化系数的选择2）风荷载参数结构类型：屋面支架地面粗糙度类别：B基本风压（50年重现期）：W0=0.35Kpa风压高度变化系数：z = 1.13风荷载体型系数：s1=1.3，s2=-1.3风振系数：3）风荷载标准值计算风吸风荷载标准值：=1.0*（-1.3）*1.13*0.35=-0.514Kpa风压风荷载标准值：=1.0*（1.3）*1.13*0.35=0.514Kpa（4）S 雪荷载1）雪荷载参数结构类型：屋面支架基本雪压（50年重现期）：S0 =0.50Kpa积雪分布系数：积雪荷载标准值（10）：Sk=0.50Kpa5 构件计算及校核5.

7、1 构件线荷载计算构件线荷载（N/mm）1.永久荷载线荷载计算2.风吸荷载线密度计算3.风压荷载线密度计算4.雪荷载线密度计算5.2 结构设计校核设计有限元软件SAP 2000控制作用组合1.2D+1.4* WP+0.98*Sp最大应力比 0.4031，满足设计要求6 混凝土基础尺寸校核6.1 混凝土基础尺寸选择前立柱基础：400*300后立柱基础：600*3006.2 混凝土基础尺寸校核图6.2-1 支架基础受力图（1）以2x6阵列为例，6个前混凝土基础、6个后混凝土基础（2）各受力值计算前立柱基础自重G1=6*3.14*0.20*0.20*0.30*2500*9.8=5539N后立柱基础自

8、重G3=6*3.14*0.30*0.30*0.30*2500*9.8=12463N支架自重约g1= 25kg*9.8 kg/N*2*6=2940N组件自重约g2=23.5kg*9.8 kg/N*2*6=2764NG2=g1+g2=2940+2764=5704ND=G2/（2*6*2.094*1.038）/1000=0.219KpaF1=（-0.514）*2*6*2.094*1.038=13.41kNWP=0.514KpaWs=-0.514KpaSp=0.5Kpa标准组合：D+WP+0.7SpD+WsD+0.6WP+Sp（3）抗拔配重计算1）荷载组合系数恒载组合系数=1.0风压组合系数=1.42

9、）荷载组合组合后荷载Nk=1.0*0.219*2*6*2.094*1.038+1.4*（-0.514）*2*6*2.094*1.038 =-13.057kN3）混凝土基础重量Gk=G1+G3=5539N+12463N=18002N4）抗拔配重比较Gk/Nk=18002/13057=1.38 满足要求（4）抗倾覆稳定性计算1）外部荷载倾覆弯矩M1=F1x0.88=13410*0.88=11800.8N*m2）支架抗倾覆弯矩M2=G1x0.15+G2x0.739+G3x1.328=21596.97 N*m3）抗倾覆系数K=M2/M1=21596.97/11800.8=1.83 满足抗倾覆计算要求。

10、（5）抗滑移计算1）组合后荷载Nk=-13.057kN*cos10=-12858.63N2）混凝土基础重量Gk=18002N3）基础底部水平力Hk=13057N*sin10=2267.32N4）基础抗滑移系数Kh=（Nk+Gk）*um/Hk=（18002-12858.63）*0.5/2267.32=1.13 满足要求7 光伏支架增加屋面荷载计算7.1 计算模型的选择以2x6阵列为例，6个前混凝土基础、6个后混凝土基础7.2 各荷载计算（1）支架自重：g1= 25kg*9.8 kg/N*2*6=2940N（2）组件自重：g2=23.5kg*9.8 kg/N*2*6=2764N（3）混凝土基础自重：前立柱基础自重G1=6*3.14*0.20*0.20*0.30*2500*9.8=5539N后立柱基础自重G3=6*3.14*0.30*0.30*0.30*2500*9.8=12463N（4） 光伏电站每平米增加荷载计算1）组件前后排间距为0.8m2)F=（g1+g2+G1+G3）/（6*2*2.094*(1.038+0.8)）*cos10/1000=0.505kN/0.7kN/15